一、初识Java：是什么，能做什么？
Java到底是什么？

Java是Sun公司（斯坦福大学网络公司）在1995年推出的一门高级编程语言，2009年Sun公司被Oracle（甲骨文）公司收购，现在Java的官方维护方就是Oracle。而Java的联合创始人詹姆斯·高斯林，也被大家公认为“Java之父”。

它能成为国内企业使用最广泛、全球最流行的编程语言之一，核心原因也很简单：开发社区极其完善、功能丰富，同时具备优秀的可移植性、安全可靠性和稳定的性能，这也是企业大规模采用它的核心原因。

Java能做什么？

  • 企业级服务器端软件开发：占据了90%以上的市场份额，日常用的电商、金融、办公系统，后端大多是Java开发的；
  • 大数据与云计算开发：大数据领域的主流框架Hadoop、Spark等，都是基于Java开发的；
  • 移动端App开发、桌面应用开发、游戏开发等场景也都有Java的身影。

Java三大技术平台，对应不同的开发场景：

  1. JavaSE（标准版）：Java技术的核心和基础，也是入门学习的重点；
  2. JavaEE（企业版）：企业级应用开发的全套解决方案，做后端开发必备；
  3. JavaME（小型版）：针对移动设备应用的解决方案。

二、开发环境搭建：Java开发的前置准备

第一步搭建好开发环境，核心是安装和配置JDK。

1. JDK是什么

JDK全称Java Development Kit，是Java开发者工具包，用Java开发程序，必须先安装JDK。

很多新手会 confused JDK、JRE、JVM的关系，这里一句话讲清楚：

  • JVM（Java虚拟机）：真正运行Java程序的地方；
  • JRE（Java运行环境）：包含JVM和Java核心类库，是Java程序运行的基础；
  • JDK：包含JRE、JVM，还有javac（编译工具）、java（运行工具）等所有开发工具，即装了JDK，就拥有了Java开发和运行的全部能力。

2. JDK的下载与安装

  • 下载渠道：Oracle官网下载；
  • 版本选择：优先选择LTS（长期支持）版本，包括JDK 8、11、17、21，目前很多企业还在稳定使用JDK 8和JDK 11；
  • 安装注意：安装路径建议不要包含中文和空格，全程默认下一步。

3. 环境变量配置

环境变量的核心作用，是让我们能在电脑的任意目录下，直接通过命令行运行java和javac指令，不用每次都切换到JDK的安装目录。

较新版本的JDK在安装时，会自动把java和javac的路径配置到系统Path环境变量中，而老版本的JDK需要手动配置。
手动配置两个环境变量：

  1. JAVA_HOME：变量值填写JDK安装路径，作用：告诉操作系统和其他技术框架JDK的安装位置；
  2. Path：在Path中添加%JAVA_HOME%\bin，这种写法比直接写绝对路径更灵活，后续更换JDK版本时，只需要修改JAVA_HOME。

4. 验证安装是否成功

按下Win+R，输入cmd打开命令行窗口，分别输入以下两个命令：

java -version
javac -version

如果两个命令都能正常输出JDK的版本号，就说明安装和配置成功。

这里还要记住Java最核心的两个命令：

  • javac：编译工具，把我们写的.java源代码文件，翻译成计算机能识别的.class字节码文件；
  • java：运行工具，执行编译好的.class文件，让程序跑起来。

这两个步骤，实现了Java“一次编译，处处可用”的跨平台特性——只要不同的操作系统安装了对应的JVM，同一份编译后的.class文件就能直接运行。

三、开发工具选择

目前企业里Java开发的主流工具，主要包含：

  1. IntelliJ IDEA：企业开发的首选工具，由JetBrains公司开发，代码智能提示、重构、版本控制集成能力都极其优秀，分为免费的社区版（新手完全够用）和付费的终极版；
  2. Eclipse：开源免费的老牌IDE，插件生态极其丰富；
  3. Apache NetBeans：开源免费，界面友好，对JavaEE和Web应用支持很好，上手门槛低；
  4. VS Code+Java插件：轻量级代码编辑器，通过安装Java扩展就能实现基础的开发功能，适合喜欢轻量化工具的开发者。

IDEA开发Java程序的核心结构

用IDEA开发Java项目，代码结构有固定的层级，避免后续项目结构混乱：
Project（工程/项目）-> Module（模块）-> Package（包）-> Class（类）

  • 一个Project里可以创建多个Module，比如一个电商系统Project，可拆分出订单、购物车、用户等多个Module；
  • 一个Module里可以创建多个Package，用来分类管理不同功能的代码；
  • 一个Package里可以创建多个Class，Java代码最终都写在Class类文件里。

IDEA常用快捷键

| 快捷键 | 核心作用 |
|--------|----------|
| psvm/main | 快速生成main方法 |
| sout | 快速生成控制台输出语句 |
| Ctrl + D | 复制当前行到下一行 |
| Ctrl + X | 删除当前行 |
| Ctrl + ALT + L | 自动格式化代码 |
| Ctrl + / | 快速添加/取消单行注释 |
  1. 可以安装AI编程插件，比如通义灵码、Github Copilot等，能实现代码补全、注释生成、代码解释、优化建议等功能；
  2. 可根据自己的习惯调整主题、字体大小、背景色，提升编码的舒适度。

四、第一个Java程序

方式一：文本编辑器+命令行实现

1. 编写源代码

新建一个文本文档，重命名为HelloWorld.java，注意：**文件名必须和代码中的类名完全一致，后缀必须是.java。

用记事本或VS Code打开文件，输入以下代码，所有符号都必须是英文模式：

public class HelloWorld {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Hello,World!");
    }
}

main方法是程序的入口，程序运行时会自动执行main方法里的代码。

2. 编译代码

打开cmd命令行窗口，切换到HelloWorld.java文件所在的目录，输入编译命令：

javac HelloWorld.java

如果代码没有报错，目录下会自动生成一个HelloWorld.class字节码文件，这就是编译后的文件。

3. 运行程序

在同一个命令行窗口，输入运行命令，注意这里不需要加文件后缀：

java HelloWorld

命令执行后，控制台会输出Hello,World!

方式二：IDEA快速实现

  1. 新建Project空工程；
  2. 在工程里新建Module模块；
  3. 在模块的src目录下，新建Package包（建议用域名倒写格式，比如com.hello）；
  4. 在包下新建Class类，命名为HelloWorld；
  5. 在类中编写上述HelloWorld代码；
  6. 点击代码左侧的运行按钮，或右键选择Run，控制台就会输出运行结果。

IDEA会自动完成代码的编译和执行，编译后的.class文件，会存放在工程目录下的out文件夹中。

五、Java基础语法核心

1. 注释：给代码写说明

注释是写在程序中，对代码进行解释说明的文字，方便自己和其他人理解代码，注释不会影响程序的执行，因为编译后的.class文件中，不会保留注释内容。

Java有三种注释写法：

  • 单行注释：// 注释内容，只对当前行生效，适合简短说明；
  • 多行注释：/* 注释内容 */，可跨行书写，适合大段说明；
  • 文档注释：/** 注释内容 */，一般用在类和方法上方，注释内容可被提取成程序的说明文档。

2. 字面量：程序中数据的书写规则

字面量，就是程序中能直接书写的数据，不同类型的数据，在Java中有固定的书写格式：

数据类型书写规则示例
整数和生活中写法一致666、-88
小数和生活中写法一致13.14、-5.21
字符必须用单引号包裹，且只能有一个字符'A'、'我'、'0'
字符串必须用双引号包裹，内容可空可多"HelloWorld"、"黑马程序员"
布尔值只有两个固定值true（真）、false（假）
空值固定值null

3. 变量：程序中处理数据的核心

变量可以理解为内存中的一块区域，就像一个盒子，用来存放程序要处理的数据，使用变量管理数据，代码会更灵活、更易维护。

变量的定义格式

数据类型 变量名称 = 初始值;
// 示例
int age = 18;
double price = 19.9;

变量最核心的特点：里面存放的数据可以被修改，比如：

int age = 18;
age = 19; // 修改变量的值
System.out.println(age); // 输出19

变量的使用注意事项

  1. 变量必须先声明，才能使用；
  2. 变量是什么数据类型，就必须存放对应类型的数据；
  3. 同一个作用范围内，不能定义两个同名的变量；
  4. 变量定义时可以不赋初始值，但使用前必须赋值。

4. 数据类型：给变量划定数据规则

Java的数据类型分为两大类：基本数据类型和引用数据类型。

基本数据类型分为4大类，共8种，每种类型的内存占用和数据范围都固定：

类型分类具体类型内存占用(字节)数据范围
整型byte1-128 ~ 127
short2-32768 ~ 32767
int（默认）4-21亿多 ~ 21亿多（-2147483648 ~ 2147483647）
long8极大范围（19位数：-9223372036854775808 ~ 9223372036854775807）
浮点型float4大范围小数（±3.4028235×10³⁸，有效位约 6~7 位）
double（默认）8更大范围、更高精度小数（±1.7976931348623157×10³⁰⁸，有效位约 15~16 位）
字符型char20 ~ 65535
布尔型boolean1true、false

这里有两个小知识点：

  • 写整数时，默认是int类型，想要写long类型的数据，需要在数字后加L/l；
  • 写小数时，默认是double类型，想要写float类型的数据，需要在数字后加F/f。

5. 关键字与标识符

  • 关键字：Java语言预定义的、有特殊含义的单词，比如public、class、int、if、else等，关键字不能用来当作类名、变量名，否则会报错；
  • 标识符：为类、变量、方法、包等自定义的名字，也就是“取名规则”。

标识符的命名必须遵守以下规则：

  1. 只能由字母、数字、下划线(_)和美元符($)组成；
  2. 不能以数字开头；
  3. 不能使用Java关键字；
  4. 不能包含&、%、#等特殊字符；
  5. Java是大小写敏感的，例如：age和Age是两个完全不同的标识符。

同时还有通用的命名规范，让代码更规范易读：

  • 类名：大驼峰命名法，所有单词的首字母均大写，单词间无分隔符，比如HelloWorld、Student；
  • 变量名：小驼峰命名法，第一个单词首字母小写，后续每个单词首字母大写，单词间无分隔符，比如age、studentName。

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